KR0185411B1 - Lens alignment and positioning method and apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조립 또는 다른 기계적 공정(예 : 기계 가공 및 연마)을 행하기 위하여 렌즈의 광학 축 및/또는 실린더축을 고정구와 정확하게 일직선으로 정렬시키고 또 그 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 다른 요지에 따라, 렌즈 정점을 기준점으로부터 일정한 거리에 정확하게 위치시킨다. 상기를 실행하기 위하여, 숫자화된 비디오 영상, X-Y-Z 미크론 스테이지 및 영상 분석을 행할 수 있는 마이크로프로세서(또는 컴퓨터)를 이용하여 렌즈를 광학적으로 일렬로 배열시키고 그 위치를 결정하는 방법 및 장치를 기재한다.The present invention relates to a method and apparatus for precisely aligning and positioning an optical axis and / or cylinder axis of a lens with a fixture to perform assembly or other mechanical processes (eg machining and polishing). According to another aspect of the invention, the lens vertex is accurately positioned at a constant distance from the reference point. To implement the above, a method and apparatus for optically arranging and locating lenses using a digitized video image, an XYZ micron stage, and a microprocessor (or computer) capable of image analysis are described. .
Description
제1(a) 내지 1(d)도는 렌즈의 블로킹 공정을 도시하는 개략도.1 (a) to 1 (d) are schematic diagrams showing a blocking process of a lens.
제2도는 본 발명을 실행할 수 있는 장치를 도시하는 개략도.2 is a schematic diagram illustrating an apparatus capable of practicing the present invention.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시태양을 실행하는 단계를 도시하는 순서도.3 is a flow chart illustrating steps for implementing a preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 컴퓨터 12 : CCD TV 카메라11: computer 12: CCD TV camera
13 : X-Y-Z 스테이지의 Z-축 요소 14 : 현미경 대물렌즈13: Z-axis element of the X-Y-Z stage 14: microscope objective lens
15 : 척 16 : 블록15: Chuck 16: Block
17 : 렌즈 18 : 고정구 조립체17 lens 18 fixture assembly
19 : X-Y-Z 미크론 스테이지19: X-Y-Z Micron Stage
본 발명은 렌즈등의 가공물(workpiece)을 배열하고 그 위치를 결정하여 가공물의 축이 고정구와 정확하게 일직선이 되도록 하고 가공물의 표면이 고정구의 기준점으로부터 일정한 거리에 정확하게 위치하도록 하는 방법 및 장치에 관한것이다. 본 발명은 특히 콘택트 렌즈 제조에 유용하다.The present invention relates to a method and apparatus for arranging a workpiece such as a lens and determining its position so that the axis of the workpiece is exactly aligned with the fixture and the surface of the workpiece is accurately positioned at a constant distance from the reference point of the fixture. . The present invention is particularly useful for making contact lenses.
렌즈를 제조함에 있어서, 부분 가공된 렌즈의 고정구(예 : 맨드릴)에 대한 배열의 정확도가 후속 기계가공 공정을 통해 가능한 동심성의 한계를 결정한다. 동심성이 클수록 프리즘 현상이 적게 발생하기 때문에 렌즈를 제조할 때에는 고도의 동심성이 유리하다. 고정구의 기준점 또는 쇼울더에 렌즈의 정점을 위치시키는 정확도가 제조되는 렌즈 두께의 정확도를 결정한다. 렌즈 제조에는 렌즈 두께가 고도로 균일한 것이 유리하다.In manufacturing the lens, the accuracy of the arrangement of the fixture (eg mandrel) of the partially machined lens determines the limits of concentricity possible through subsequent machining processes. Higher concentricity results in less prism, which is highly concentric in manufacturing lenses. The accuracy of positioning the vertex of the lens at the reference point or shoulder of the fixture determines the accuracy of the lens thickness produced. It is advantageous for lens manufacture to have a highly uniform lens thickness.
본 발명의 한가지 사용예는 콘택트 렌즈의 제조이다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태의 렌즈 또는 렌즈 이외의 물건을 제조할 때에도 본 발명의 원리를 적용시킬 수 있다. 단지 예시할 목적으로 콘택트 렌즈의 제조방법을 이하에 설명한다.One use of the invention is the manufacture of contact lenses. However, the present invention is not limited thereto, and the principles of the present invention can also be applied to manufacturing other types of lenses or objects other than the lenses. For the purpose of illustration only, a method of manufacturing a contact lens is described below.
콘택트 렌즈는 통상 복잡한 다단계 공정을 거쳐 제조됨으로써 제조되는 렌즈는 다수의 정밀 공정을 거친다. 제1(a)도에 도시한 바와 같이, 일반적으로 제조의 제1단계에서는 플라스틱 블랭크(blank)(1)상에 연마된 렌즈면(2)을 형성한다. 제조의 제2단계(제1(b)도)에서는 이 광학 렌즈 표면을 블록(3)으로 이동시킴으로써, 연마된 표면을 왁스 또는 시멘트(5) 같은 적합한 물질로 블록(3)에 정확하게 고정시켜 렌즈의 제2표면을 기계가공할 수 있도록 한다. 이 단계는 통산 렌즈의 블로킹으로 일컬어진다. 제3단계(제1(c)도)에서는 렌즈(8)의 제2표면상에 고정된 직경의 연마된 광학면(7)을 형성시킴으로써 콘택트 렌즈를 제조한다. 제4단계(제1(d)도)는 공지 방식으로 완성 렌즈를 제거하여 렌즈(10)의 가장자리(9)를 연마하는 것을 포함한다.Contact lenses are usually manufactured through complex multi-step processes, and the lenses produced are subject to a number of precision processes. As shown in FIG. 1 (a), generally, in the first step of manufacture, the polished lens surface 2 is formed on a plastic blank 1. In the second stage of manufacture (figure 1 (b)), the optical lens surface is moved to block 3, whereby the polished surface is accurately fixed to the block 3 with a suitable material such as wax or cement 5 Allow the second surface of the machine to be machined. This step is called blocking of the communication lens. In the third step (FIG. 1 (c)), a contact lens is manufactured by forming a polished optical surface 7 having a fixed diameter on the second surface of the lens 8. The fourth step (FIG. 1 (d)) involves polishing the edge 9 of the lens 10 by removing the finished lens in a known manner.
제조되는 렌즈의 프리즘 현상을 최소화하고 동심성을 최대화하며 제조되는 렌즈의 두께를 정밀하게 조절하기 위해서는 광학축 같은 렌즈의 축(6)을 정확하게 배열하고 렌즈의 일부, 예컨대 정점이 기준점(4)으로부터 일정한 거리에 정확하게 위치하도록 하는 것이 중요하다. 그러나, 이러한 정밀한 위치 결정은 사람이 직접 하는 경우 시간이 낭비되고 해내기가 어려울 수 있다.In order to minimize the prism phenomenon of the manufactured lens, maximize the concentricity and precisely control the thickness of the manufactured lens, it is necessary to accurately align the axis 6 of the lens such as the optical axis, and that a part of the lens, for example, a vertex from the reference point 4 It is important to be accurately positioned at a certain distance. However, such precise positioning can be time consuming and difficult to do if a person does it himself.
이 방법을 어느 정도 자동화하기 위하여 약간의 시도가 있었으나, 종래기술에서는 본 발명의 결과를 얻지 못하였다.Some attempts have been made to automate this method to some extent, but the results of the present invention have not been obtained in the prior art.
상기한 바를 고려할때, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하는 데 있다.In view of the above, it is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art.
특히, 본 발명의 목적은 자동 제조 방법을 제공하는 데 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide an automated manufacturing method.
본 발명의 다른 목적은 가공물을 자동으로 배열 및 위치시키는 데 있다.Another object of the present invention is to automatically arrange and position a workpiece.
본 발명의 또 다른 목적은 렌즈 제조시 프리즘 현상을 최소화하는 데 있다.Another object of the present invention is to minimize the prism phenomenon in the manufacturing of the lens.
본 발명의 또 다른 목적은 렌즈 제조시 동심성을 최대화하는 데 있다.Another object of the present invention is to maximize concentricity in the manufacture of lenses.
본 발명의 또 다른 목적은 제조되는 렌즈의 두께를 최대한으로 조절하는 데 있다.Another object of the present invention is to adjust the thickness of the lens to be manufactured to the maximum.
본 발명의 또 다른 목적은 통상적인 공정에서보다 더욱 높은 정밀도를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide higher precision than in conventional processes.
본 발명은 콘택트 렌즈를 블로킹하는데 이용하는 현행 방법에 비해 몇가지 뚜렷한 이점을 부여한다. 본 발명은 현재의 방법에 의해 통상적으로 얻어지는 것보다 더 큰 정확도를 제공한다. 특히, 본 발명은 렌즈의 동심성 및 렌즈 정점의 위치 면에서 더욱 큰 정확도를 제공한다. 더욱 큰 동심성 정확도란 렌즈 제조시 프리즘 현상이 적은 것을 의미한다. 정점 위치 결정의 더욱 큰 정확도란 제조되는 렌즈 두께를 더욱 양호하게 조절하는 것을 의미한다.The present invention provides several distinct advantages over current methods used to block contact lenses. The present invention provides greater accuracy than conventionally obtained by current methods. In particular, the present invention provides greater accuracy in terms of concentricity of the lens and location of the lens vertices. Greater concentric accuracy means fewer prisms in lens manufacturing. Greater accuracy of vertex positioning means better control of the lens thickness produced.
또한, 본 발명은 완전 자동화된 제조방법에 유리하게 이용될 수 있는 기술 및 장치를 이용한다. 컴퓨터 제어에 의해 렌즈 표면을 배열, 위치 결정 및 블로킹시킬수 있으며, 수동 공정은 필요하지 않다. 이로 인해 제조 비용이 크게 감소된다.In addition, the present invention utilizes techniques and apparatus that can be advantageously used in a fully automated manufacturing method. Computer control allows the lens surface to be arranged, positioned and blocked, with no manual process required. This greatly reduces manufacturing costs.
더욱 구체적으로는, 본 발명의 방법은 콘택트 렌즈의 제조에 적용되는 경우 X-Y-Z 미크론 스테이지(stage)의 X-Y부에 부착된 고정구에 완성된 기재 굴곡부 표면을 위치시키고, 촛점 십자선의 비디오 영상을 얻고, 비디오 영상을 숫자화하며, 컴퓨터 제어하에 X-Y-Z 미크론 스테이지를 이동시키고, 촛점의 특성을 수학적으로 분석하여 렌즈의 광학 축과 영상을 일렬로 배열하며, 대응하는 X, Y 위치를 기억시키고, 가장 선명한 십자선 영상(렌즈 촛점)을 생성시키는 Z-축의 위치를 결정하고, 결정된 Z-축 위치를 나타내는 정보를 기억장치에 기억시키는 단계를 포함한다. 이들 단계를 거쳐, 렌즈의 축이 비디오 영상 장치의 광학 축과 정확하게 일렬로 배열되고 렌즈 촛점의 숫자화된 십자선의 영상의 촛점이 맞추어진다.More specifically, the method of the present invention, when applied to the manufacture of contact lenses, locates the finished substrate bend surface in a fixture attached to the XY portion of the XYZ micron stage, obtains a video image of a focused cross hair, Digitize the image, move the XYZ micron stage under computer control, mathematically analyze the focus characteristics to align the optical axis of the lens with the image, store the corresponding X and Y positions, and view the clearest crosshair images Determining the position of the Z-axis to generate (lens focus), and storing information indicative of the determined Z-axis position in the storage device. Through these steps, the axis of the lens is exactly aligned with the optical axis of the video imaging device and the image of the digitized crosshairs of the lens focus is focused.
이어 현미경 대물렌즈에 부착된 홀더에 블록을 삽입할 수 있으며(또는 제2도에서 점선으로 도시한 바와 같이 옆으로 일정한 거리를 떨어져서), 고정재료(예 : 고온 왁스)를 기재 굴곡부 표면에 도포한다. 컴퓨터는 렌즈의 정점이 블록의 기준 쇼울더로부터 목적하는 거리에 고정될 수 있도록 하는 렌즈 위의 지점까지 Z-축을 하향으로 조절한다. 이 때 임계 거리는 컴퓨터에 미리 기억되어 있다. 이 실시예에서 홀더는 진공 척일 수 있다.The block can then be inserted into a holder attached to the microscope objective lens (or at a distance separated laterally as shown by the dashed line in FIG. 2), and a fixing material (e.g. hot wax) is applied to the substrate bend surface. . The computer adjusts the Z-axis downward to a point on the lens that allows the vertex of the lens to be fixed at a desired distance from the reference shoulder of the block. At this time, the critical distance is stored in advance in the computer. In this embodiment the holder may be a vacuum chuck.
왁스를 냉각시킨 후, 컴퓨터는 Z-축을 멀리 이동시켜 블록에 고정된 기재 굴곡부를 제거할 수 있고 다음 렌즈에 이 방법을 반복할 수 있다.After cooling the wax, the computer can move the Z-axis away to remove substrate curvature fixed to the block and repeat this method for the next lens.
제2도를 보면, 본 발명의 단계들을 실행하기 위한 장치가 도시되어 있다. 특히, 사람이 직접 배열할 필요 없이 컴퓨터 제어하에 자동으로 정확하게 배열하기 위하여 가공물을 배열하고 가공물의 위치를 결정하는 배열 및 위치 결정 장치가 나타나 있다.2, there is shown an apparatus for carrying out the steps of the present invention. In particular, an arrangement and positioning device is shown for arranging a workpiece and for positioning the workpiece in order to automatically and accurately arrange it under computer control without the need for a person to arrange it directly.
제2도에는, 숫자 분석 능력이 있고 X-Y-Z 미크론 스테이지의 이동을 조절하도록 기능할 수 있는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 같은 제어기(11)가 도시되어 있다. 제어기를 보정하여 하나의 화소의 폭에 대응하는 X와 Y의 거리를 결정한다. Z-축은 Z=0으로 지정된 어떤 기준점으로부터의 작고 임의 또는 알려진 단위 내에서 이동한다. 또한, 이하에 논의될 것과 같이 가시적인 영상을 만들어내는 CCD TV 카메라(12) 또는 다른 카메라형 장치도 있다. X-Y-Z 미크론 스테이지의 Z-축 요소는 요소(13)로 지정되어 있다. Z-축은 현미경 대물렌즈(바람직하게는 2-20X) 또는 다른 적합한 렌즈 구조체(14), 블록(16)을 고정시키기 위한 척 또는 다른 적합한 홀딩 구조체(15) 및 고정구 조립체(18)에 부착된 렌즈(17) 같은 가공물을 포함한다. 고정구 조립체(18)는 X-Y-Z 미크론 스테이지(19)의 X-Y 축에 연결되어 있다.In FIG. 2, a controller 11, such as a computer or microprocessor, is shown that is capable of numerical analysis and can function to regulate the movement of the X-Y-Z micron stage. The controller is calibrated to determine the distance between X and Y corresponding to the width of one pixel. The Z-axis travels within small, arbitrary or known units from any reference point designated Z = 0. There is also a CCD TV camera 12 or other camera-like device that produces a visual image, as discussed below. The Z-axis element of the X-Y-Z micron stage is designated element 13. The Z-axis is a lens attached to the microscope objective lens (preferably 2-20X) or other suitable lens structure 14, a chuck or other suitable holding structure 15 and fixture assembly 18 for securing the block 16. (17) Include the same workpiece. The fixture assembly 18 is connected to the X-Y axis of the X-Y-Z micron stage 19.
가공물의 광학축 또는 시선(LOS)에 척을 장치함으로써 카메라(12)가 중공척을 통해 가공물을 볼 수 있도록 하거나, 또는 광학축으로부터 소정 거리만큼 옆으로 떨어진 곳에 척을 장치할 수도 있다. 후자의 경우에는 제2도에 점선으로 도시되어 있다.By attaching the chuck to the optical axis or line of sight (LOS) of the workpiece, the camera 12 may be able to see the workpiece through the hollow chuck, or the chuck may be positioned at a distance away from the optical axis. The latter case is shown in dashed lines in FIG.
본 발명의 바람직한 실시태양에 따르면, 카메라(12)는 대물렌즈(14)와 카메라(12)사이의 광학 경로에 위치하는 촛점 십자선(도시하지 않음)의 영상을 생성한다. 이 영상을 숫자화하고 숫자 분석을 행하여 가장 양호한 촛좀의 위치를 결정한다. 용도별로 상이한 목적하는 속도 및 정확도 정도에 따라 다양한 숫자 분석 기술을 이용할 수 있다. 공지된 바와 같이, 숫자 영상은 각 화소(pixel)가 독특한 X 및 Y 좌표를 갖는 여러개의 화소로 이루어져 있다. 모두 X-Y 평면상에 위치하는 화소의 경우, 각 화소에서 Z 좌표는 동일하다. 각 화소는 0(흑색)에서 어떤 값 N(백색, 예컨대 256일 수 있음)까지의 강도 레벨을 갖는다. 이들 값을 그레이 레벨(gray level)라고 칭할 수도 있다. 때때로 계조도 또는 강도레벨의 분기값을 미리 결정하여 소정치 미만의 강도를 갖는 화소에 2진(binary)값 0(흑색)을 부여하고 또 예정된 값 이상의 강도 레벨을 갖는 화소에 이원 값 1(백색)을 부여할 수 있으며, 또는 역으로 할 수도 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the camera 12 generates an image of a focused crosshair (not shown) located in the optical path between the objective lens 14 and the camera 12. This image is digitized and numerically analyzed to determine the best candlestick position. Various numerical analysis techniques are available, depending on the desired speed and degree of accuracy that varies from application to application. As is known, a numerical image consists of several pixels, each pixel having a unique X and Y coordinate. In the case of pixels all located on the X-Y plane, the Z coordinates are the same in each pixel. Each pixel has an intensity level from 0 (black) to some value N (white, for example 256). These values may be referred to as gray levels. Sometimes a branch value of gradation or intensity level is determined in advance to give a binary value 0 (black) to a pixel having an intensity less than a predetermined value, and a binary value 1 (white) to a pixel having an intensity level above a predetermined value. ) Or vice versa.
작동시, 현미경 대물렌즈와 비디오 카메라 사이의 광학 경로에 위치하는 촛점 십자선의 비디오 영상이 카메라(12)에 의해 생길 수 있고 상기에 따라 숫자화될 수 있다. 이어, 컴퓨터(11)의 제어하에 X-Y-Z 미크론 스테이지의 구성성분을 이동시켜 비디오 카메라의 광학 축과 영상을 일직선으로 배열시키고 렌즈 촛점의 숫자화된 십자선 영상의 촛점을 맞춘다.In operation, a video image of a focal crosshair positioned in the optical path between the microscope objective and the video camera may be produced by the camera 12 and may be numbered accordingly. Subsequently, under the control of the computer 11, the components of the X-Y-Z micron stage are moved to align the optical axis and the image of the video camera in a straight line and to focus the digitized crosshair image of the lens focus.
통상적으로 알려진 형의 센터링 부루우틴을 이용하여 이렇게 행할 수 있다. 간단히, 십자선의 형태(예 : 크기, 모양, 패턴 등)에 대응하는 정보를 컴퓨터에 미리 기억시킨다. 영상 장치 뒤에서 렌즈로부터 반사되어 십자선 영상이 생기는 경우 십자선 영상은 영상 장치의 가시 범위에 들게 된다. (이렇게 되지 않는다면, 컴퓨터 제어하에 가시범위로 들어오게 할 수 있다.) 컴퓨터 제어하에, X-Y 대를 이동시켜 미리 기억시킨 십자선 정보를 기초로 하여 십자선 영상을 가시 범위의 중심에 위치시킨다. 초기 배열 동안, 광학 축의 중심이 영상장치의 가시범위의 중심에 대응하도록 한다. 따라서, 십자선 영상의 센터링에 의해 렌즈의 광학 축이 영상장치의 광학 축과 일직선으로 배열된다. 이 상태에 대응하는 (X, Y)위치를 컴퓨터에 기억시킨다.This can be done using a conventionally known type of centering buroutin. In short, information corresponding to the shape of the crosshairs (e.g. size, shape, pattern, etc.) is stored in advance on a computer. When the crosshair image is reflected from the lens behind the imaging apparatus to produce a crosshair image, the crosshair image falls within the visible range of the imaging apparatus. (If this is not the case, you can enter the visible range under computer control.) Under computer control, the X-Y band is moved to position the crosshair image in the center of the visible range based on previously stored crosshair information. During the initial arrangement, the center of the optical axis corresponds to the center of the visible range of the imaging device. Therefore, the optical axis of the lens is aligned with the optical axis of the imaging device by the centering of the crosshair image. The computer stores the (X, Y) position corresponding to this state.
바람직하게는 초기배열 동안 홀더(15)의 광학축을 배열하여 렌즈축과 영상장치를 일직선으로 배열시킨 것이 다시 홀더(15)의 축과 일직선으로 배열되도록 한다.Preferably, the optical axis of the holder 15 is arranged during the initial arrangement so that the alignment of the lens axis and the image device in a straight line is aligned with the axis of the holder 15 again.
일단 십자선 영상(렌즈 촛점)을 광학축의 중심에 위치시킨후 컴퓨터제어하에 Z-축 위치를 조정하여 렌즈 정점에서 렌즈 표면상의 십자선의 촛점을 맞춘다.Once the crosshair image (lens focus) is positioned in the center of the optical axis, the Z-axis position is adjusted under computer control to focus the crosshair on the lens surface at the lens vertex.
바람직한 실시태양에 따라, 촛점도를 결정하기 위하여 예정된 분기값 이상 또는 미만에서 명(明)으로부터 암(暗)까지의 전이를 찾아보는 촛점산법을 이용한다. 또는, 주어진 화소범위에 걸쳐 강도의 변화를 찾아보는 촛점산법을 이용하는 것이 바람직하다. 분석 시간을 감소시키기 위해 이용하는 두가지 현행 기술은 그 위치에 따라 일정한 위치값을 갖는 일군의 화소의 값을 평균하거나 또는 매 n번째 화소(여기에서, n은 1 이상의 어떤 수임)를 분석한다. 하나의 명암 전이에서 가장 양호한 촛점은 X-Y 평면상에서 예정된 방향을 이동하는 회색도 차이에서 가장 가파른 기울기를 나타내는 Z-위치이다. 전체적으로 가장 양호한 촛점은 자세히 조사한 1개 이상의 명암 전이에서 가장 높은 평균 기울기를 갖는 Z-위치이다. 상기 방법중 1개 이상을 이용하여, 컴퓨터는 가장 선명한 십자선 영상(렌즈촛점)을 만들어내는 Z-축상의 위치를 결정한다. 여기에 대응하는 Z-축 위치를 컴퓨터(11)와 연결된 기억장치에 기억시킨다.According to a preferred embodiment, a focus acid method is used to look for transitions from light to dark above or below a predetermined branching value to determine the focus. Alternatively, it is preferable to use a focus calculation method to find a change in intensity over a given pixel range. Two current techniques used to reduce the analysis time average the values of a group of pixels having a constant position value depending on the position or analyze every nth pixel (where n is any number one or more). The best focal point in one contrast transition is the Z-position, which represents the steepest slope in the difference in gray degrees traveling in a predetermined direction on the X-Y plane. Overall, the best focus is the Z-position with the highest mean slope at one or more contrast transitions examined in detail. Using one or more of the above methods, the computer determines the location on the Z-axis that produces the sharpest crosshair image (lens focus). The corresponding Z-axis position is stored in a storage device connected to the computer 11.
상기에 따르면, 센터링함으로써 렌즈의 정확한 광학 중심선이 결정된다. 표면촛점은 렌즈 정점의 정확한 위치를 결정한다. 이들 위치를 결정하고 개별적인 위치에 대응하는 정보를 컴퓨터 기억장치에 기억시킨 후, 현미경의 대물렌즈(14)에 부착된 척(15)에 블록을 삽입시킬 수 있고 기재 굴곡부 표면에 고온의 왁스를 도포한다. 이어 컴퓨터는 컴퓨터에 기억된 정보를 기초로 하여 정점이 기준 위치로부터 목적하는 거리에 고정되도록 하는 렌즈 위의 지점까지 Z-축을 하향 이동시킨다. 목적하는 공정을 실행한 후, 컴퓨터는 Z-축을 멀리 이동시켜 블록에 고정된 기재 굴곡부를 제거할 수 있고 다음 렌즈에서 이 방법을 반복할 수 있다.According to the above, the correct optical center line of the lens is determined by centering. Surface focus determines the exact location of the lens vertex. After determining these positions and storing the information corresponding to the individual positions in the computer storage device, a block can be inserted into the chuck 15 attached to the objective lens 14 of the microscope and hot wax is applied to the surface of the substrate bend. do. The computer then moves the Z-axis down to a point on the lens that allows the vertex to be fixed at the desired distance from the reference position based on the information stored in the computer. After performing the desired process, the computer can move the Z-axis away to remove the substrate bends fixed to the block and repeat this method on the next lens.
제3도에는 본 발명의 공정을 설명하는 순서도가 도시되어 있다. X-Y-Z 미크론대의 X-Y부와 연결된 홀더에 렌즈를 삽입한 후에는 렌즈로부터 반사된 영상을 찾는다(301). 이것은 Z-축을 이동시켜 십자선 또는 광원의 반사된 영상을 가시범위의 어딘가에 있는 촛점에 위치시킴으로써 행한다. 이어 필요한 경우 X 및 Y 축을 이동시켜 반사된 영상을 가시범위 내로 들어오게 한다. 다음으로는, X-Y-Z 미크론 스테이지의 X-Y대를 컴퓨터 제어하에 조작함으로써 반사된 영상(또는 그의 일부)을 현재의 가시범위의 중심에 위치시킨다(302). 반사된 상이 중심에 올 때, 이 위치에 대응하는 위치(X, Y)를 컴퓨터와 연결된 기억장치에 기억시킨다(303). 이어, X-Y-Z 미크론 스테이지의 Z-축 스테이지를 컴퓨터 제어하에 조작함으로써 중심에 위치시킨 영상의 촛점을 맞춘다(304). 반사된 영상의 가장 양호한 촛점위치를 결정한 다음 이 위치에 대응하는 정보를 컴퓨터와 연결된 기억장치에 기억시킨다(305). 이어 센터링 공정을 반복할지의 여부를 결정한다(306). 목적하는 특성 및 정확도에 기초하여 또 제조방법을 실행하는데 필요한 속도를 고려하여 이렇게 결정할 수 있다. 반사된 상 전체가 가시 범위에 존재하지 않거나 또는 더욱 큰 정확도가 필요한 경우, 센터링 및 촛점 맞추기 공정을 수회 반복하는 것이 바람직할 수 있다. 중심 촛점 방법을 반복해야 하는 경우, 단계(302)를 반복하도록 하는 제어 신호가 컴퓨터에 의해 생성된다. 중심 촛점을 반복하지 않아도 되는 경우에는 렌즈 표면의 영상을 찾는 단계(307)로 넘어가도록 제어된다. 이어, 렌즈 표면상에서 촛점 맞추기 공정을 실행한다(308). 렌즈 표면의 가장 양호한 촛점 위치에 대응하는 정보를 컴퓨터와 연결된 기억장치에 기억시킨다(309). 이어, 블록을 정밀 홀더에 싣고(310), 렌즈의 뒷쪽 표면에 왁스를 도포하여 렌즈가 블록에 장치될 수 있도록 하며(311), 기억된 정보를 기초로 하여 컴퓨터 제어하에 이동시킴으로써 렌즈의 광학 축과 블록의 중심을 일직선으로 배열한다(312). 기억된 Z 정보를 기초로 하여 블록을 Z-축으로 이동시켜 기준점에 대해 정확하게 위치시킨다(간격 또는 거리). 이 지점에서, 렌즈는 부가적인 기계 가공 공정 또는 다른 목적하는 공정을 실행하기에 적절한 위치에 있게 된다(314). 목적하는 공정을 실행한 후, 블록(고정구) 및 렌즈를 제거할 수 있다(315). 다음 렌즈에 대해 이 방법을 반복할 수 있다.3 is a flow chart illustrating the process of the present invention. After the lens is inserted into the holder connected to the X-Y portion of the X-Y-Z micron zone, the image reflected from the lens is found (301). This is done by moving the Z-axis to position the reflected image of the crosshair or light source somewhere in the visible range. Then, if necessary, the X and Y axes are moved to bring the reflected image into the visible range. Next, by operating the X-Y band of the X-Y-Z micron stage under computer control, the reflected image (or part thereof) is positioned at the center of the current viewing range (302). When the reflected image comes to the center, the position (X, Y) corresponding to this position is stored in the storage device connected to the computer (303). The Z-axis stage of the X-Y-Z micron stage is then operated under computer control to focus the centered image (304). The best focal position of the reflected image is determined and information corresponding to the position is stored in a memory device connected to the computer (305). It is then determined whether to repeat the centering process (306). This determination can be made based on the desired properties and accuracy and taking into account the speed required to implement the manufacturing method. If the entirety of the reflected image is not in the visible range, or if greater accuracy is needed, it may be desirable to repeat the centering and focusing process several times. If the central focusing method needs to be repeated, a control signal is generated by the computer to repeat step 302. If the central focus does not need to be repeated, the control proceeds to step 307 for finding an image of the lens surface. A focusing process is then performed on the lens surface (308). Information corresponding to the best focal position of the lens surface is stored in a storage device connected to the computer (309). Then, the block is placed in the precision holder 310, wax is applied to the rear surface of the lens so that the lens can be mounted on the block (311), and the optical axis of the lens is moved under computer control based on the stored information. And center the centers of the blocks in a straight line (312). Based on the stored Z information, the block is moved to the Z-axis and accurately positioned (interval or distance) with respect to the reference point. At this point, the lens is in position 314 to perform additional machining or other desired processes. After performing the desired process, the block (fixture) and lens may be removed (315). This method can be repeated for the next lens.
본 발명은 렌즈 제조에 사용하는 것으로 한정되지는 않는다. 반사된 렌즈를 통해 또는 거울 및 볼록렌즈에 의해 이동된 영상을 분석하는데 상이한 산법 및 분석 기술을 이용함으로써, 레이저 가시 장치, 사격 조준기, 망원경 등을 포함하는 다른 장치의 정확한 배열을 위해 본 발명을 사용할 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 특허청구범위에 의해서 한정된다.This invention is not limited to what is used for lens manufacture. By using different algorithms and analysis techniques to analyze images moved through the reflected lens or by mirrors and convex lenses, the present invention can be used for the precise arrangement of other devices, including laser visual devices, aimers, telescopes, and the like. It is clear that it can. The invention is defined by the claims appended hereto.
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